tantalum percetakan 3D
Percetakan 3D ialah kaedah pemprosesan baharu. Ciri yang paling ketara bagi teknologi ini ialah ia boleh secara langsung membentuk sampel tiga dimensi akhir berdasarkan model bahan kerja yang diimport. Laser Powder Bed Fusion (LPBF) dan Electron Beam Melting (EBM) dalam cetakan 3D sering digunakan untuk memproses peranti implan tantalum. Peralatan pemprosesan LPBF mempunyai tiga gudang iaitu gudang serbuk, gudang pembentuk dan gudang kitar semula. Serbuk logam perlu ditambah ke gudang serbuk terlebih dahulu sebelum mencetak. Semasa pemprosesan, serbuk disebarkan secara sama rata di dalam gudang pembentuk oleh pengikis, dan kemudian diproses dengan pencairan, pemanasan dan pemejalan pancaran laser atau Elektron ke dalam bentuk yang telah ditetapkan. Tong serbuk naik lapisan demi lapisan, tong pembentuk turun lapisan demi lapisan, dan lapisan ditindih dan akhirnya terbentuk.
Teknologi LPBF boleh menyesuaikan implan tulang logam dengan bentuk dan saiz yang sepadan mengikut kawasan rawatan pesakit untuk memenuhi keperluan penyesuaian peribadi pesakit. Semasa pemprosesan, pancaran laser berketumpatan tenaga tinggi mengimbas lapisan demi lapisan mengikut trajektori yang direka oleh model, dan setiap lapisan ditumpangkan dengan tepat ke dalam bentuk sasaran, mencapai kebebasan dalam reka bentuk struktur bahan kerja. Tantalum mempunyai takat lebur yang tinggi, dan kaedah pemprosesan tradisional terlalu tidak cekap untuk memproses tantalum. Pancaran laser tenaga tinggi yang dilepaskan serta-merta semasa pemprosesan LPBF boleh mencairkan serbuk tantalum refraktori sepenuhnya dan cepat, yang mengurangkan kesukaran menyediakan tantalum bioperubatan dan meningkatkan kebolehimplantan. Kecekapan penyediaan, memendekkan kitaran penyediaan praoperasi. Serbuk yang tidak digunakan semasa pemprosesan boleh dikitar semula, dan sampel yang dicetak adalah sangat tepat. Hanya sejumlah kecil pengilangan berikutnya diperlukan, dan kadar penggunaan bahan adalah tinggi, yang sangat mengurangkan kos pembuatan implan tantalum. Di samping itu, LPBF dapat merealisasikan penyediaan pesat struktur berliang, menyelesaikan masalah jisim berlebihan dan sifat mekanikal yang tidak sepadan bagi peranti boleh implan tantalum pepejal dengan berkesan.
Produk Kami
Faktor yang mempengaruhi pencetakan 3D tantalum perubatan
Implan logam perubatan Tantalum yang disediakan melalui percetakan 3D perlu terus mengoptimumkan sifat mekanikal dan sifat biologi untuk memenuhi keperluan aplikasi praktikal dan mengelakkan potensi risiko. Pada peringkat ini, tantalum percetakan 3D perlu dipertingkatkan lagi dalam dua aspek berikut:
(1) Implan perlu memenuhi keperluan individu pesakit yang berbeza dan mencapai padanan yang baik dengan bahagian rosak yang berbeza dan tulang yang cacat. Oleh itu, teknologi pemprosesan produk harus mempunyai tahap kebebasan yang tinggi untuk mengurangkan sekatan pada reka bentuk bentuk dan saiz produk. Implan perlu menyediakan sokongan mekanikal asas selepas ditanam ke dalam tubuh manusia, jadi bahan harus mempunyai kekuatan dan keliatan yang baik. Sifat mekanikal implan logam perubatan tantalum yang disediakan oleh percetakan 3D adalah berkaitan dengan kualiti serbuk yang diproses, parameter pemprosesan dan rawatan haba. Sifat mekanikal yang sesuai boleh diperolehi dengan melaraskan parameter proses yang sepadan. Walau bagaimanapun, parameter proses berkaitan dengan prestasi pembentukan sebenar dan prestasi perkhidmatan bahan. Hubungan fungsional masih tidak jelas dan memerlukan penerokaan lanjut.
(2) Implan perlu berkhidmat dalam tubuh manusia untuk masa yang lama, dan kesan pada sel tisu manusia harus sekecil mungkin untuk mengelakkan jangkitan. Pada peringkat ini, kebanyakan kajian mengawal struktur untuk meningkatkan prestasi biologi implan tantalum. Walau bagaimanapun, reka bentuk struktur logam tantalum cetakan 3D masih memerlukan kajian lanjut.
(3) Tulang manusia boleh dibahagikan kepada tulang kortikal dan tulang cancellous mengikut strukturnya. Tulang kortikal agak padat dan keras dan terletak di lapisan luar tulang; tulang cancellous mempunyai struktur trabekular seperti mesh tiga dimensi dan terletak di dalam teras tulang. Modulus keanjalan tantalum tulen biasanya melebihi 100 GPa, yang jauh lebih besar daripada modulus keanjalan tulang cancellous (0.01~1.57 GPa) dan tulang kortikal (5~23 GPa). Modulus keanjalan implan dan tulang manusia tidak sepadan, dan ketegangan yang berbeza akan dihasilkan apabila dikenakan tekanan, mengakibatkan anjakan relatif antara tulang. Implantasi jangka panjang akan menyebabkan kesan "pelindung tekanan". Implan menanggung kebanyakan ketegangan dan mungkin berubah bentuk, menjejaskan hayat perkhidmatan dan prestasinya. Kekurangan rangsangan tekanan jangka panjang pada tulang manusia akan menyebabkan penurunan aktiviti osteoblas dan menyebabkan atrofi tulang manusia yang tidak digunakan. Implan logam direka bentuk menjadi struktur berliang. Dengan melaraskan bentuk dan keliangan struktur berliang, modulus elastik boleh diubah, dan lebih banyak lokasi boleh disediakan untuk sel tulang tumbuh dan melekat, yang kondusif untuk hubungan rapat antara implan dan tulang cancellous. menggabungkan.
Kes implan tantalum perubatan percetakan 3D
Dengan kemajuan berterusan piawaian perubatan dan pelaksanaan "Made in China 2025", proses penyediaan baharu yang diwakili oleh pembuatan aditif telah menggalakkan perkembangan pesat pasaran implan ortopedik negara saya. Sejak 2015, negara saya telah menjadi pengguna kedua terbesar implan tulang di dunia. Pada masa ini, produk implan tulang boleh dibahagikan kepada kategori tulang belakang, sendi dan trauma berdasarkan senario penggunaan. Antaranya, cawan acetabular (implan bersama) dan sangkar gabungan intervertebral (implan tulang belakang) adalah yang paling pesat berkembang dalam pengkomersialan. Bahan pembuatan implan tulang termasuk logam, seramik, polimer dan bahan berkarbon. Tantalum, sebagai ahli implan tulang logam, mempunyai potensi pembangunan yang besar.
a. Produk tulang belakang
Penyelidikan klinikal ke atas peranti implan tulang belakang all-tantalum bercetak 3D telah dijalankan di China. Pada Julai 2021, Hospital Xijing Universiti Perubatan Tentera Udara menanamkan kon tantalum bercetak 3D ke dalam tapak yang rosak kon pesakit untuk menggalakkan penyembuhan pesat tapak yang rosak. Oleh kerana pesakit mempunyai tumor di vertebra yang terus memampatkan tulang belakang, reseksi tiga bahagian posterior en bloc tumor tulang belakang diperlukan, dan implan diperlukan untuk menyokong kawasan yang rosak. Berbanding dengan implan titanium biasa, kon tantalum mempunyai keupayaan yang lebih baik untuk menggalakkan pertumbuhan tulang, dan modulus elastiknya lebih konsisten dengan tulang manusia. Oleh itu, pihak hospital akhirnya memilih vertebra buatan tantalum sebagai implan. Kejayaan kes implan klinikal ini mengesahkan prestasi dan kebolehlaksanaan praktikal peranti implan tantalum bercetak 3D.
b. Produk bersama
Penyelidikan klinikal mengenai peranti implan sendi tantalum telah dijalankan lebih awal. Pada tahun 2017, Universiti Perubatan Tentera telah menyediakan pad sendi lutut tantalum melalui cetakan 3D dan melakukan pembedahan gantian ke atas pesakit berusia 84-tahun. Sebelum cetakan 3D, model implan mula-mula dibina berdasarkan keputusan imbasan CT pesakit, dan implantasi prostesis telah disimulasikan pada komputer. Selepas simulasi dan pengubahsuaian berulang, pencetakan diperibadikan telah dilakukan. Produk tersuai yang diperibadikan mempunyai permukaan yang kasar dan struktur trabekular, yang menyumbang kepada kestabilan jangka panjang implan dan tulang manusia serta memberikan hasil pasca operasi yang baik.
c. Produk trauma
Pada April 2019, stent tantalum struktur trabekular bercetak 3D yang dibangunkan oleh Hospital Xiangya telah berjaya ditanamkan ke dalam pesakit yang mengalami nekrosis femoral. Ini adalah pembedahan implantasi stent logam tantalum pertama di dunia. Titik sentuhan antara bahagian atas stent tantalum dan tulang manusia berbentuk arka, yang serupa dengan kelengkungan tulang manusia. Apabila stent ditekankan, terdapat banyak titik sentuhan dengan tulang manusia, dan tekanannya agak sekata, yang boleh menghalang kerosakan pada implan.
Kesimpulan
Perkembangan teknologi percetakan 3D telah menyediakan ruang yang lebih luas untuk aplikasi tantalum dalam bidang perubatan. Pasaran aplikasi tantalum kini berada dalam tahap perkembangan pesat. Di satu pihak, dengan kemajuan berterusan teknologi perubatan dan penuaan penduduk, permintaan untuk implan ortopedik akan terus meningkat; sebaliknya, dengan perkembangan berterusan teknologi percetakan 3D, jenis dan sifat bahan cetakan juga akan terus meningkat. Bertambah.
Secara keseluruhannya, pasaran untuk tantalum bercetak 3D mempunyai prospek yang luas, tetapi ia juga memerlukan inovasi teknologi yang berterusan dan penyeliaan perubatan untuk menggalakkan perkembangan sihatnya.
Baoji Yusheng Metal Technology Co., Ltd. ialahpembekal logam nadir yang sangat baik. Bahan-bahan tersebut termasuk tantalum, niobium, vanadium, zirkonium, hafnium, dan tungsten. Kami boleh menyediakan pelbagai profil seperti: rod, plat, wayar, cincin, kepingan, dan tiub, kerajang, dll.Jika anda mempunyai sebarang pertanyaan tentang produk, anda boleh berkomunikasi dengan kami pada bila-bila masa.
Jualan
Baoji Yusheng Metal Technology Co., Ltd.
www.tantalumysjs.com
